UTREDNING OM LANDBRUKETS UTFORDRINGER I MØTE MED KLIMAENDRINGENE

(1)

VEDLEGG

UTREDNING OM LANDBRUKETS UTFORDRINGER I MØTE MED KLIMAENDRINGENE

FAGNOTATER SOM UNDERLAG FOR ARBEIDSGRUPPENS HOVEDRAPPORT 19. FEBRUAR 2016

1. BEREGNINGSMETODIKK FOR KLIMAEFFEKT AV METAN 2

2. KORNPRODUKSJON 21

3. GROVFOR 39

4. GRØNNSAKER OG POTET 51

5. FRUKT OG BÆR 73

6. PLANTEHELSE OG SKOGHELSE 87

7. HYDROTEKNIKK I LANDBRUKET 117

8. GJØDSLING I JORDBRUKET 139

9. KARBON I DYRKET MARK 156

10. FORBRUK AV MAT OG KLIMAENDRINGER 176

(2)

VEDLEGG – BEREGNINGSMETODIKK FOR KLIMAEFFEKTER AV METAN-TILTAK

BEREGNINGSMETODIKK FOR KLIMAEFFEKTEN AV METAN-TILTAK

Jan Fuglestvedt, CICERO Senter for klimaforskning

(3)

INTRODUKSJON

Notatet er skrevet på oppdrag fra Miljødirektoratet og skal bidra som faglig innspill til arbeidet i Landbruks- og matdepartementets arbeidsgruppe «Landbrukets Klimautfordringer».

Metans rolle i klimasystemet og scenarier samt metoder for å vurdere metantiltak er et relativt stort og bredt felt. Dette notatet er avgrenset til å diskutere arbeidet som ble gjort i Femte hovedrapport (AR5) fra FNs Klimapanel (IPCC). Materialet i dette notatet er hentet direkte ut av rapportene fra Arbeidsgruppe 1 (WGI), Arbeidsgruppe 3 (WGIII) og Synteserapporten (som bygger på rapportene fra alle tre

arbeidsgruppene).

En rekke nye og relevante studier er publisert etter at arbeidet med femte hovedrapport ble avsluttet, noe det har ikke vært rom for å dekke i dette avgrensede notatet.

Notatet gir en kortfattet oversikt over metoder for vekting av metan og andre komponenter, med fokus på Global Warming Potential (GWP) og Global Temperature change Potential (GTP). På engelsk kalles dette

«emission metric». Det finnes ikke noe godt norsk ord for dette, men her brukes navnet

«utslippsvektfaktor». Notatet behandler også metans rolle i scenariene i Femte hovedrapport og betydningen av metan for karbon-budsjettet.

Terje Berntsen og Marianne T. Lund takkes for kommentarer til notatet.

(4)

METAN SOM DRIVHUSGASS OG KORTLEVDE KLIMADRIVERE

Metan er en naturlig forekommende gass og bidrar til den naturlige drivhuseffekten. Siden 1750 har konsentrasjonen økt med 150% og er nå høyere enn noen gang de siste 800 000 år (IPCC 2014). Årsaken til veksten i konsentrasjon er utslipp fra diverse menneskeskapte aktiviteter som produksjon og bruk av fossile brensler, husdyrhold, matproduksjon og avfallshåndtering.

Metan absorberer langbølget stråling og bidrar således til å absorbere varmestråling fra jorden, og noe av dette sendes tilbake. I tillegg har metan også indirekte effekter på klima ved å forlenge sin egen levetid, produsere klimagassene troposfærisk ozon og stratosfærisk vanndamp. Figur 1 viser metans direkte og indirekte bidrag til økt drivhuseffekt siden 1750. Metan har gitt det nest største bidraget til oppvarmingen;

nest etter CO2. Totalt menneskeskapt strålingspådriv for 2011 relativt til 1750 er 2.29 [1.13 - 3.33] Wm⁻². Utslipp av CH4 har gitt et strålingspådriv på 0.97 [0.74 - 1.20] Wm⁻². Dette er større enn det

konsentrasjonsbaserte estimatet på 0.48 [0.38 - 0.58] Wm⁻². Denne forskjellen skyldes

konsentrasjonsendringer i ozon og stratosfærisk vanndamp fra CH4 utslipp og at andre utslipp (f.eks. av NOx og CO) påvirker CH4 konsentrasjonen.

I IPCC AR5 blir også metan omtalt som en «Near Term Climate Forcer» (ofte omtalt som «kortlevd

klimadriver» på norsk) fordi effekten på klima finner sted hovedsakelig første dekade etter utslipp. (Se Box.

8.2. i AR5 WGI).

Figur 1. Strålingspådriv i 2011 i forhold til1750 fordelt på utslippskomponenter og mekanismer. (Kilde: IPCC AR5 WGI, figur SPM.5)

(5)

Perspektivet i figur 1 er tilbakeskuende – det vil si den viser endring i strålingsbalanse i 2011 i forhold til 1750. Dette er nyttig for å forstå driverne av observerte endringer i klimasystemet. Det gir oss også grunnlag for å forstå dagens effekter, men er ikke direkte anvendelige for tiltaksutforming. Da må man bruke framoverskuende perspektiv – enten via utslippsvektfaktorer (metrics) eller detaljerte beregninger med klimamodeller for ulike scenarier.

UTSLIPPSVEKTFAKTORER

Global Warming Potential (GWP) ble presentert i IPCCs første hovedrapport (Houghton et al, 1990). GWP baserer seg på beregning av akkumulert strålingspådriv (over en valgt tidshorisont) fra et puls-utslipp av en gass. Dette gis i forhold til tilsvarende effekt av et like stort utslipp (målt i masse enhet) av referansegassen CO2. Absolute Global Warming Potential (AGWP) er effekten av gassen uten at den er dividert med AGWP for referansegassen CO2, se figur 2a.

GWP med en tidshorisont på 100 år ble vedtatt brukt i Kyoto Protokollen for å beregne såkalte «CO2- ekvivalente utslipp». I tiltaks- og avtalesammenheng er dette er den mest utbredte beregningsmetoden for omregning og sammenligning av utslipp.

Shine et al. (2005) introduserte et alternativ til GWP; denne ble kalt Global Temperature change Potential (GTP). I stedet for akkumulert strålingspådriv baserer GTP seg på temperaturrespons i et valgt år; se figur 2b. Absolute Global Temperature Potential (AGTP) er temperatur effekten per kg uten at den er relatert til effekten av referansegassen CO2.

(6)

Figur 2. (a) Absolute Global Warming Potential (AGWP) beregnes bed å integrere strålinsgpådrivet fra et pulsutslipp over en valgt tidshorisont; f.eks. 20 eller 100 år. GWP er forholdstallet mellom AGWP for komponent i og AGWP for referanse gassen CO2. (b) Global Temperature change Potential (GTP) er basert på temperatur responsen i et valgt år etter et puls utslipp; f.eks. 20 eller 100 år.

Figur 3 viser global temperatureffekt som følge av ett års globale utslipp av ulike komponenter. Vi ser at metan har en sterk effekt tidlig men avtar betydelige på dekade-skala, mens CO2-effekten er mer langvarig.

Figur 3 Utvikling i global temperatur respons som følge av ett års utslipp av ulike komponenter. (Kilde: IPCC AR5 WGI, figur 8.33.)

Vektfaktorene GWP og GTP kan gi betydelige forskjeller i vekten som gis til metan; se tabell 1. For begge vektfaktorene er verdiene følsomme for valg av tidshorisont; spesielt gjelder dette for GTP. Valg av tidshorisont (se seksjon 7) er i betydelig grad et verdivalg. Det er viktig å være klar over at valg av samme tidshorisont i GWP og GTP (for eksempel 100 år) gjenspeiler to meget forskjellige måter å vektlegge fremtidig skade.

Tabell 1. Eksempler på utslippsvektfaktorer fra AR5 WGI. I tillegg er også GWP100 verdier fra IPCC Second Assessment Report (SAR) gitt.

GWP GTP SAR GWP

Lifetime (yr)

Cumulative forcing over 20 years

Temperature change after 20 years

Temperature change after 100 years

CO2 * 1 1 1 1 1

CH4 12.4 ** 84 28 67 4 21

* En enkel levetid oppgis ikke for CO2 siden den fjernes fra atmosfæren gjennom flere prosesser som innebærer opptak i biosfære på land og hav og transport til dyphavet.

** Dette er levetiden for en perturbasjon i atmosfærisk konsentrasjon, også kalt responstid. Levetiden for metan i atmosfæren er 9.25 år.

(7)

Verdiene for gassenes levetid, strålingsegenskaper og indirekte effekter har endret seg over tid; både pga fysiske endringer i klimasystemet og som følge av bedre kunnskap. Disse endringene gjenspeiles i IPCC- rapportene. Kyoto-protokollen baserte seg på GWP100 verdien fra IPCC Second Assessment report (SAR);

se høyre kolonne i tabell 1.

Vektfaktorene GWP og GTP (og andre alternative vektfaktorer) brukes for vekting av utslipp; dvs omregning til en feles enhet, såkalt «CO2 ekvivalente utslipp» som beregnes ved relasjonen:

Ei x M(H)i = CO2-ekvivalente utslipp (H),

der Ei er utslipp av komponent i og M(H)i er vektfaktoren for i for en valgt tidshorisont (H).

WGI viste og diskuterte betydningen av ulike vektfaktorer og tidshorisonter (se figur 4) for beregninger av CO2-ekvalente utslipp (WGI kapittel 8; Myhre et al., 2013). Figuren viser betydningen av metan og

kortlevede komponenter (f. eks. Black Carbon (BC) eller sot) avtar med økende tidshorisont og at GWP gir større vekt til kortlevde komponenter enn hva GTP gjør.

Figur 4 Globale menneskeskapte utslipp vektet med GWP og GTP for utvalgte tidshorisonter. (Kilde: IPCC AR5 WGI, figur 8.32.)

Mens IPCC WGI og WGIII gjennomgår og vurderer ulike vektfaktorer (se seksjon 7 nedenfor) blir dette også diskutert i Klimapanelets Synteserapport fra AR5. Valg av vektfaktor og tidshorisont og betydningen for ulike sektorers bidrag på global skala er illustrert i figur 5. Sektorer med metanutslipp er følsomme for disse valgene.

(8)

Figur 5. Bidrag fra ulike sektorer til totaleffekt av utslipp, beregnet vha GWP100, GWP20 og GTP100.

(Kilde: Synteserapporten fra Femte Hovedrapport, Box 3.2, Figur 1.)

I scenarioberegningene (utført med Integrated Assessment modeller) brukte AR5 WGIII gamle GWP100 verdier fra IPCC Second Assessment Report (SAr), se tabell 1. Dette fordi disse verdiene er i bruk i

Kyotoavtalen og brukes i tiltaksutforming og rapporter og i diverse publiserte vitenskapelige analyser. SAR verdien for GWP100 for metan er 21, mens AR5 beregnet en verdi på 28. Dette utgjør en økning på 33 prosent. Denne oppdateringen basert på fysiske endringer i klimasystemet og forbedret kunnskap er dermed ikke tatt hensyn til i scenariene fra WGIII.

Med SAR verdier beregnet man at metan står for 16 prosent av klimaeffekten av dagens totale utslipp av Kyotogasser (CO2, CH4, N2O, HFC, SF6, PFC, NF3). Hvis man i stedet bruker oppdatert verdier fra WGI øker dette til tallet til 20 prosent. Figur 6 viser utslippsvekst og bidrag (%) fra de ulike gassene (med SAR og AR5 verdier). Trend-tallene ble ikke signifikat påvirket av valg av GWP for metan.

Figur 6. Utvikling i utslipp siden 1970, fordelt på gass. Stolpediagrammene til høyre i figuren viser bidrag til totale utslipp av drivhusgasser i 2011 beregnet med GWP-verdier fra SAR og AR5. (Kilde: Synteserapporten fra Femte Hovedrapport, Figur SPM.2.)

(9)

Basert på hva som var tilgjengelig av informasjon og kunnskap om usikkerhet i de ulike faktorene som inngår i beregninger av GWP og GTP kvantifiserte Arbeidsgruppe I (WGI) usikkerheter i disse

vekstfaktorene. For GWP for metan ble usikkerheten estimert til ±30% og ±40% for hhv 20- og 100 års tidshorisont (for 5 til 95% usikkerhetsintervall). Usikkerheten er dominert av AGWP for CO2 og indirekte effekter av metan. For GTP100 for metan var det færre studier å basere seg på og usikkerheten ble anslått til å være av størrelsesorden ±75%.

GTP bygger på temperatur respons og kan derfor hevdes å ha større relevans enn GWP som bygger på akkumulert strålingspådriv. Men samtidig er usikkerheten større. Men det er da viktig å være klar over at GTP avhenger av og inkluderer responsen i klimasystemet, hvilket er beheftet med usikkerhet. Dette er en sentral egenskap ved det systemet som studeres og klimaproblemet generelt - og blir ikke fanget opp av GWP siden den fokuserer på RF og ikke temperatur. Det kan således hevdes at denne økte usikkerheten ikke taler mot bruk av GTP.

GWP gir et mål på hvor mye energi som tilføres klimasystemet som følge av et utslipp; relativt til det som følger av et CO2-utslipp. Men GWP vekting gir ikke ekvivalens i temperatur eller andre klimavariable. Som AR5 WGI skriver, navnet Global Warming Potential er ikke helt presist og dekkende.

IPCC skriver også at GWP ikke er direkte relatert til et klimamål gitt i temperatur. En rapport av Allen et al., 2014 diskuterer tolkning og bruk av GWP100 og finner at denne fungerer som en god tilnærming for temperatureffekt 20-40 år etter utslipp.

Diskusjonen ovenfor har tatt for seg vektfaktorer med fast tidshorisont. Det er også lansert varianter der tidshorisonten avtar etter hvert som et definert mål år nærmer seg; dvs. det året temperaturen er ventet å nå stabiliseringstaket. I en dynamisk GTP avtar tidshorisonten over tid og dermed øker GTP verdien for metan for utslipp som skjer i fremtiden.

FOSSILT METAN VS BIOGENT METAN

Når utslipp fra ulike kilder skal vektes og aggregeres stilles man overfor noen spørsmål knyttet til ulike tellemåter og faren for dobbelt-telling. I AR5 er det gitt egne GWP og GTP verdier for metan fra fossile kilder. Disse verdiene inkluderer overgang av en viss andel CH4 til CO2 i atmosfæren; noe som gir en langtlevende tilleggseffekt for utslipp av metan. Figur 7 viser størrelsen på dette bidrag over en 100 års skala for GTP verdien for metan (fra Collins et al., 2013). Den CO2 som dannes fra CH4 vil da ha en lenger responstid enn metan og vil oppføre seg i henhold til responsfunksjonen for CO2 som viser at selv etter flere hundre år er det 10-20% igjen av økningen i CO2 konsentrasjon.

IPCC AR5 antok at noe av metanet ble fjernet fra atmosfæren og tatt opp i jord, og bidraget til CO2 ble derfor redusert i henholdt til dette. Dette baserte seg på arbeid av Boucher et al., 2009. IPCC påpeker faren for dobbelt telling ved bruk av disse verdiene. Det er viktig at denne mengde CO2 ikke også blir registrert to ganger basert på karboninnhold i kilden til metan.

(10)

IPCC forklarer videre at vektfaktorverdier uten CO2-effekten er egnet for kilder der karbonet har blitt registret på annet vis, og for biosfæriske kilder der det med rimelighet kan antas at det er en balanse mellom CO2 som er tatt opp i biosfæren og den CO2 som er produsert fra CH4 oksidasjon.

Opptak og frigjøring av CO2 via denne mekanismen kan betraktes med ulike perspektiv. 1) Det perspektivet som er omtalt ovenfor – at det antas balanse mellom opptak og frigjøring og at CO2 fra CH4 oksidasjon ikke tas med i verdien - er en måte å se dette på. 2) Alternativt kan det hevdes at oksidasjon av CH4 til CO2 alltid skal tas med i vektfaktorverdien uansett om det er biogent eller fossilt, og at opptak av karbon før det omdannes til CH4 skal fanges opp som egen prosess i utslippsregnskapet for landsektoren. F. eks. kan dette fanges opp som egen prosess i en livsløps-analyse (Life Cycle Analysis; LCA). Dette er forhold som kan være utfordrende å håndtere på konsistent måte i et LCA regnskap. Dette ble ikke diskutert i IPCC AR5 i

forbindelse med brukt av vektfaktorer (utover en merknad i en fotnote til tabell 8.A.1), men er kort diskutert i Boucher et al., 2009.

Figur 7. Temperatur respons fra et puls utslipp av metan (sort). Blå kurve viser effekten av oksidasjon av CH4 til CO2. Rød kurve viser effekten av økte CO2 nivåer som følge av oppvarming fra metan. (Collins et al., 2013)

En annen effekt som ble vurdert i AR5 er klima-karbon tilbakekoblingen. Kort forklart går det ut på at ethvert utslipp som påvirker klimasystemet vil også kunne påvirke mengden av CO2 i atmosfæren, noe som igjen har en klimaeffekt. I tidligere rapporter var den inkludert for CO2 selv, og ikke for de andre gassene;

f.eks. N2O og CH4. Det kan argumenteres for at den ikke bør være inkludert noen av stedene – dvs. hverken for CO2 eller non-CO2 gassene, men uansett bør dette gjøres konsistent.

(11)

Inkludering av denne effekten vil forlenge oppvarmingseffekten. Mens denne effekten er påpekt i den underliggende litteratur var det svært få studier som hadde kvantifisert dette da AR5 WGI rapporten ble skrevet. AR5 WGI påpekte at dette ikke var håndtert på en konsistent måte i verdiene og viste tentative verdier for å antyde størrelsen på denne effekten; se tabell 2.

Tabell 2 GWP og GTP verdier med og uten karbon-klima feedback inkludert for metan.

Lifetime

years GWP20 GWP100 GTP20 GTP100

CH4 12.4 No cc fb

With cc fb 84 85

28 34

67 70

4 11

METAN I IPCCS SCENARIER

Arbeidsgruppe I (WGI) beregnet, ved hjelp av store og komplekse klimamodeller, framtidige klimaeffekter som følge av 4 utvalgte baner for utslipp/konsentrasjoner av drivhusgasser og aerosoler – Representative Concentration Pathways (RCPs). De var gitt for 4 ulike nivåer av strålingspådriv og representerte spennet av scenarier i litteraturen som lå til grunn for scenarioarbeidet i WGIII.

RCP2.6 skal representere et tiltaks scenario, mens RCP8.5 skal være et «høy-utslipps» scenario – ofte omtalt som et «Business as Usual» (BaU) scenario. RCP2.6 er ment å illustrere en utvikling som gir «Likely»

sannsynlighet (dvs. >66%) for å holde global oppvarming under 2 grader celsius i løpet av det 2100 århundre.

WGIII utvidet antall scenarier (300 «baseline» scenarier og 900 tiltaksscenarier) og brukte da en annen type modeller; Integrated Assessment Models (IAMs). Mens WGI gikk mer i detalj på hvordan klimasystemet ville reagere på 4 utvalgte utslipps/konsentrasjonsbaner gikk WGIII mer inn på tiltak, utslippsreduksjoner og kostnader – men da med forenklet håndtering av de naturvitenskaplige aspektene.

Figur 8 viser total utslipp av Kyoto-gassene, dvs CO2, CH4, N2O, SF6, HFC, PFC, NF3 (gitt som CO2-ekvivalente utslipp) i RCP’ene, for gruppene av scenariene som ble beregnet i WGIII. Scenariene ble gruppert etter nivå av CO2-ekvivalent konsentrasjon i atmosfæren og sannsynlighet for å holde økning i global

middeltemperatur under 1.5, 2, 3 og 4 grader Celsius (se tabell 3.1. i Synteserapporten). (CO2-ekvivalent konsentrasjon er den CO2-konsentrasjonen som gir samme strålingspådriv som summen av flere gasser gir.

CO2-ekvivalent konsentrasjon her inkluderer alle drivhusgasser, inkludert halogenerte gasser, troposfærisk O3, aerosoler og albedoendringer; se figur 1).

Gruppen «Baseline scenarier» antar ingen ytterligere utslippsreduserende tiltak og utgjør det grå feltet i figuren under. De faller innenfor grupperingene >1000 og 720 - 1000 ppm CO2-ekvivalent konsentrasjon.

(12)

Figur 8. Utslippsbaner for Kyotogasser (gitt som CO2-ekvivalente utslipp) for de ulike grupperingene av scenarier. De fargede båndene angir 10 -90th percentilen av scenariene, gruppert etter CO2-ekvivalent konsentrasjon. Den grå stolpen øverst til høyre indikerer 10-90 percentilen for baseline scenariene.

(Kilde: IPCC WGIII, figur 6.7.)

Figur 9 nedenfor viser CH4 utslipp (b) over tid og strålingspådriv per komponent i 2100 i de ulike scenariene.

Figure 9 Utslippsscenarier for 4 komponenter og strålingspådriv (e) for RCPer og WGIII scenarier.

(Kilde: IPCC AR5 Synteserapport, Box 2.2, Figur 1).

(13)

Hvis vi ser nærmere på hva WGIII gjorde vedrørende metan i scenariene finner vi at i «baseline» scenariene er aktiviteter relatert til arealbruksendringer beregnet å være en hovedkilde til non-CO2 utslipp (N2O, CH4 og F-gasser). Disse aktivitetene står for ca. 50% av totalt metan utslipp og 90% av totalt utslipp av N2O.

Figur 10 viser CO2-ekvivalente utslipp fra fossile brensler, non- CO2 og CO2 fra AFOLU (Agriculture, Forestry and Other Land Use).

Figur 10 Global CO2-ekvivalente utslipp i baseline scenariene gruppert etter komponent.

(Kilde: IPCC WGIII, figur 6.5).

Om dybde og timing av utslippskutt, skriver WGIII at for non-CO2 Kyoto gasser (dvs. CH4, N2O, SF6, PFC, HFC, NF3) er følgende hovedfaktorer viktige: (1) potensial og kostnader for å redusere utslipp av de ulike

komponentene og (2) «trade-off» strategier mellom ulike gasser; dvs. metode for vekting og sammenligning av gasser.

Når det gjelder 1) indikerer studier at det er mange lav-kostnads opsjoner for reduksjon av non-CO2 gasser i forhold til mulighetene for CO2 kutt. Studiene indikere at utslippsstrategier på kort sikt baserer seg i

sterkere grad på non-CO2 gasser enn strategier med et langtidsperspektiv. I et lengre tidsperspektiv kan utslippsreduksjoner spesielt for CH4 and N2O, bli begrenset av at det for flere kilder er vanskelig å redusere utslippene; for eksempel fra husdyrhold og bruk av gjødsel. Dette medfører lavere reduksjonsrater enn for CO2 i lavutslippsscenariene. Det er verdt å merke seg at dette gjelder i modellscenariene og avhenger av hva slags kunnskap man har om mulige utslippsreduksjoner og kostander, og videre hvordan dette er lagt inn i de globale modellene.

(14)

Figur 11 nedenfor viser reduksjoner (%) av de ulike gassene – deriblant metan – for de ulike scenario familiene for 2030, 2050 og 2100, relativt til utslipp i 2010 (venstre søyle).

Figur 11 Utslippsreduksjoner (%) for ulike komponenter i 2030, 2050 og 2100, relativt til 2010. Venstre del gir fordeling av total utslipp i 2010 målt i CO2-ekvivalente utslipp. (Kilde: IPCC WGIII figur 6.11.)

Figur 12 viser hvordan modellene har beregnet kostnadseffektive utslippskutt for CO2 og non-CO2 på tvers av sektorer i scenarier som har > 66% sannsynlighet for å oppnå stabilisering av global oppvarming under 2 grader celsius, med og uten bruk av Carbon Capture and Storage (CCS). Vi ser at non-CO2 gasser reduseres i scenariene, men at de ikke når null-utslipp. Figuren viser også at uten CCS vil større reduksjoner måtte tas i andre sektorer, spesielt i AFOLU.

Figur 12 CO2 utslipp i ulike sektorer og non-CO2 utslipp totalt på tvers av sektorer for baseline scenariene (venstre) og tiltaksscenarier som kan oppnå 2 graders målet med >66% sannsynlighet, med og uten Carbon Capture and Storage (CCS). (Kilde: Synteserapporten fra Femtehovedrapport, figur 4.1.)

(15)

Vedrørende punkt 2) over; strategier for trade-off mellom ulike gasser: Dette må ta hensyn til levetider og styrke (dvs strålingspådriv per masseenhet) for gassene, og de effektene gassene temperatur på ulike tidsskalaer. Strategiene – eller metodene - må også ta hensyn til felles utslippskilder. De fleste IAM modeller baserer seg på eksogene vektfaktorer (slik som GWP100) og beregner reduksjon av de ulike gassene etter at utslippene er vektet med disse faktorene. Andre modeller benytter økonomisk optimering over tid basert på fysiske egenskaper ved gassene (strålingsegenskaper og levetid) og gjør dette i forhold til et spesifisert klimamål; for eksempel totalt strålingspådriv. På grunn av forskjeller innenfor disse to

metodene og mellom dem, gir de svært ulike resultater, spesielt med henhold til timing av

utslippsreduksjoner for kort-levede komponenter (inkludert CH4). Bruk av GWP100 verdier fra SAR – og ikke nyeste AR5 verdier – kan påvirke hva modellene beregner for timing av CH4 tiltak.

IPCC henviser til en rekke arbeider som har studert hva slags rolle kort-levede komponenter kan ha i utforming av tiltak. Noen studier peker på nødvendigheten av tidlige utslippsreduksjoner av kort-livede komponenter, mens andre peker i retning av å utsette slike tiltak. Argumenter for det første vektlegger nytteeffekter på kort sikt for klima og luftkvalitet forbundet med ozon og partikler. Argument for det motsatte peker på at kutt i utslipp av kort-levde komponenter nå vil ha liten effekt på langtidsmål for stabilisering av global temperatur.

Den meste brukte vektfaktoren for a beregne utslippsreduksjoner er GWP100. Flere studier har undersøkt hvordan oppdaterte GWP100 verdier eller bruk av den alternative vektfaktoren GTP vil kunne påvirke utslippsstrategier. En finner at valg av vektfaktor er kritisk for når tiltak mot metan skal settes inn, men at dette sjelden har betydelig effekt på totale globale kostnader. Bruk av dynamisk GTP (dvs. med avtagende tidshorisont ettersom mål-året nærmer seg; se seksjon 3) er vist å gi utsettende effekt på tiltak rettet mot kort-levede gasser; dvs. at det lønner seg å vente med reduksjoner.

I Synteserapporten sammenfattes scenarioarbeidet med å skrive at reduksjon av utslipp av non-CO2

komponenter kan være et viktig element i tiltaksstrategier. For de fleste non-CO2 gasser er

lavkostnadsmuligheter for reduksjoner som kan implementeres på kort sikt tilgjengelige. Men for noen kilder kan utslippene være vanskelig å redusere, for eksempel N2O fra gjødsel og CH4 utslipp fra husdyr. For mange non-CO2 gasser vil derfor vil ikke utslippene kunne bli redusert til null i modellene, selv ikke i de mest stringente tiltaksscenariene (se Figur 12). Kunnskapen om faktiske reduksjonspotensialer og kostnader, hvilket ligger til grunn for disse modellberegningene, er begrenset. Forskjeller i

strålingsegenskaper og levetider mellom CO2 og non-CO2 har viktige implikasjoner for utslippsreduserende strategier.

Etter at arbeidet med AR5 ble avsluttet har det kommet nye publikasjoner som studerer dette i mer detalj.

(16)

KARBON-BUDSJETTET OG METAN

Høsten 2013 presenterte IPCC WGI et karbonbudsjett som viste totalt akkumulert CO2 utslipp som med ulike grader av sannsynlighet vil holde temperaturen under 2 grader Celsius. For en sannsynlighet på >66%

for å oppfylle 2 gradersmålet måtte totale utslipp av CO2 være under 3670 GtCO2 (1000 GtC). Denne øvre grensen ble redusert til 2900 GtCO2 (790 GtC) når man tar hensyn til non-CO2 komponenter - slik de er gitt i RCPene.

Når det tas hensyn til non-CO2 komponenter slik de er inkludert og modellert i WGIII scenariene (se seksjon 5) fås et intervall på 2550 til 3150 GtCO2 (tilsvarende ca 700–860 GtC).

Om lag 1900 (1650-2150) GtCO2 har blitt sluppet ut til og med 2011, noe som innebærer at ca 1000 GtCO2

er en gjenværende mengde CO2-utslipp som vil være konsistent med >66% sannsynlighet for å oppfylle 2 gradersmålet. Tabell 3 nedenfor viser disse tallene for tre ulike sannsynlighetsnivåer (eller mer nøyaktig, andel av simuleringene som oppfyller målet) og for tre ulike nivåer av oppvarming.

Tabell 3. Akkumulert CO2 utslipp i samsvar med stabilisering på ulike temperatur nivåer.

Fotnoter a) – f): se tabell 2.2. i Synteserapporten.

Intervallene 2550-3150, 2900-3200 og 2950-3800 GtCO2 reflekterer betydningen av non-CO2 komponenter, ved ulike sannsynlighetsnivåer). Betydningen av metan isolert ble ikke spesifisert i scenario arbeidet, men det er klart at metan har en dominerende rolle blant non-CO2 Kyotogasser.

En ny studie av van Vuuren et al. (in prep.) viser at CO2 budsjettet reduseres med 1000 GtCO2 når man går fra et lavt til høyt metan scenario; se figur 13.

(17)

Figur 13 Relasjon mellom kumulativ CO2 utslipp og temperatur og følsomheten for metan-utslipp. (Kilde:

van Vuuren et al., in prep.)

Figur 14 viser sammenhengen mellom kumulativt CO2 utslipp og temperatur endring. «Skyen»

representerer usikkerhet i klimafølsomhet, karbonsykelusikkerheter og betydningen av non-CO2 fra RCPene; sistnevnte begrenset av liten variasjon i få scenarier. Ellipsenes størrelse derimot reflekterer spredningen av WGIII scenarier og betydningen av non-CO2 komponenter; deriblant metan, og gir en mer fullstendig representasjon av usikkerhet knyttet til non-CO2 og ulike utslippsbaner.

Figur 14 Økning i global middeltemperatur som funksjon av totalt CO2-utslipp. Farget «sky» viser spredning av resultater fra klimamodeller og er drevet av historiske utslipp og RCPer opp til 2100. Ellipsene viser total menneskeskapt oppvarming i 2100 vs kumulative CO2 utslipp fra 1870 til 2100 fra en enkel klimamodell (med median klimafølsomhet) basert scenariene i WGIII. Størrelsen på ellipsene skyldes ulike scenarier for non-CO2 komponenter. (Kilde: AR5, Synteserapporten, figur 2.3.)

(18)

Etter AR5 har det kommet flere nye og relevante studier på dette feltet. De har blant annet oppdatert karbon-budsjettet med utslipp etter 2011, mens andre har sett nærmere på metans potensielle rolle i tiltaksscenarier og for karbonbudsjettet. Dette ligger utenfor hva dette notatet kunne dekke.

VALG OG HENSYN BESLUTNINGSTAKERE MÅ TA VED BEREGNING AV KLIMAEFFEKTER AV TILTAK

I IPCCs femte hovedrapport benyttes følgende vektfaktorer:

Strålinsgpådriv brukes for å vise bidrag fra de ulike komponentene til klimapåvirkning. Dette benyttes hovedsakelig i et historisk perspektiv (som i figur 1 over), men også for å vise bidrag fra ulike komponenter i fremtidsscenariene (for eksempel figur 8.21 og 8.22 i IPCC WGI). Men strålingspådriv er ikke direkte

anvendelig i tiltaksutforming på samme måte som GWP og GTP.

Videre foretok WGI en gjennomgang og evaluering av ulike vektfaktorer, med hovedfokus på GWP og GTP.

Her ble begrensninger og usikkerheter vurdert (se section 8.7 i WGI). Det ble gitt verdier for GWP og GTP for ulike tidshorisonter for en rekke gasser (WGI, tabell 8.A.1) og betydningen av valg av type og

tidshorisont ble illustrert (figur 3 over).

Det er også viktig å merke seg utviklingen fra AR4 til AR5. I AR4 ble bruk av GWP anbefalt, mens AR5 ikke anbefaler noen spesiell vektfaktor, men understreker at valg og bruk av vektfaktor er avhengig av hva man ønsker å oppnå, i hvilken sammenheng den skal brukes og videre at ingen enkel vektfaktor er optimal for alle mål.

I Arbeidsgruppe III (WGIII) om tiltak foretok man også en gjennomgang og vurdering av vektfaktorer, men da med mer fokus på de økonomiske aspektene (seksjon 3.9.6 i WGIII). I modellberegninger, studier av trender og effekt av tiltak i WGIII ble GWP brukt. Som nevnt i seksjon 2 ble GWP100 verdier fra SAR brukt, noe som gir en betydelig lavere vekt på metan enn hva de oppdaterte verdiene fra AR5 WGI tilsier (21 vs 28).

Som diskutert i en rekke artikler i litteraturen, og senest i IPCC AR5, vil valg av type vektfaktor og tidshorisont i en gitt kontekst avhenger av følgende spørsmål og vurderinger:

 Hva ønsker man å måle? Hvilke aspekter ved klimaendringer og derav hvilke klima parametere (strålingspådriv, temperatur, nedbør, havnivåstigning, etc.) vurderes som mest relevante?

 Over hvilken tidsskala skal fremtidige effekter av utslipp vurderes?

 For valgte tidsskala; er man interessert akkumulert effekt eller “øyeblikksbilde”? Og hvordan skal effekter veies over tid? (Dvs. hva slags diskontering skal brukes).

(19)

Vedrørende hvordan valg av type vektfaktor og tidshorisont avhenger av hva man er interessert i kan det som eksempler nevnes at GTP med tidshorisont rundt 40 år er relevant for 2 gradersmålet siden målet er gitt i temperatur og man forventer at 2 graders oppvarming kan skje rundt 40 år fra nå hvis tiltak ikke iverksettes. For havnivåstigning vil langsiktige akkumulerte effekter være viktig og således kan det hevdes at GWP500 kan være relevant her. For oppvarming på kort sikt, kan GTP med en kort tidshorisont (10-20 år) være mer relevant.

Når det gjelder GWP og diskontering er det viktig å være klar over at den gir en full vekt på effektene opp til tidshorisonten (dvs. en vekt lik 1) og ingen vekt etter horisonten (vekt lik null). GTP gir full vekt til effekten kun for det valgte året; f eks. år 50 for GTP50. Dette er viktig å være klar over når langlevende gasser vurderes. For CO2 betyr det at en stor del av effekten ikke fanges opp av disse vektfaktorene, noe som påvirker verdien de andre gassene da får i forhold til referansegassen CO2.

Flere av valgene over er knyttet til verdivurderinger. Og de valgene som gjøres her har gjerne større

innvirkning på verdiene (og dermed vekting av gasser og effekter) enn vitenskapelig oppdateringer av input parametere.

IPCC skriver at GWP er ikke direkte relevant for 2 gradersmålet, mens temperaturbaserte vektfaktorer er mer egnet for dette. IPCC påpeker også de implisitte verdivurderinger som gjøres og de store usikkerhetene knyttet til vektfaktorene.

Det er også viktig å ta hensyn til i hvilken sammenheng vekting av utslipp skal brukes; om det er for en mer avgrenset og isolert faglig studie/vurdering av tiltak og effekter, om det er som en del av et større

rammeverk der konsistens er viktig, etc.

Disse valgene kan ha betydelig effekt på verdien av vektfaktoren. I hvilken grad dette slår ut på

tiltaksprofilen (dvs. på fordeling på ulike gasser) og på totalkostnaden er studert bare i begrenset grad. IPCC skriver at valg av vektfaktor påvirker timing og rolle for reduksjon av kort- og langtlevede komponenter. For de fleste vektfaktorer er kostnadsforskjellene små for kostnadseffektive scenarier med global deltagelse, men implikasjonene av slike valg kan være større for enkelte land og sektorer.

Med bruk av en fast vektfaktor (dvs. som ikke varierer over tid) som gir lavere vekt til CH4 (for eksempel ved å bruke GTP100 i stedet for GWP100) kreves tidligere og sterkere CO2 tiltak for å oppnå samme resultat i 2100. Bruk av tidsavhengig vektfaktor, (slik som for eksempel dynamisk GTP) gir mindre CH4 reduksjon på kort sikt, men mer etter hvert som man nærmer seg målet. Dette betyr at for noen gasser med kortere levetider vil valg av vektfaktor påvirke tiltaksvalg og timing, spesielt fra land og sektorer med høye utslipp av andre gasser enn CO2.

I tiltaksrapporter, vitenskapelige artikler, rapportering av utslipp og i IPCC WGIII og Synteserapporten er det vanlig å bruke CO2-ekvivalente utslipp. Siden GWP verdiene oppdateres i hver hovedrapport er det viktig å være klar over hvilke GWP verdier som er bruk vet utregning av CO2-ekvivalenter, om de er fra Second Assessment Report (SAR), Third Assessment Report (TAR), Fourth Assessment Report (AR4), Fifth

Assessment Report (AR5), eller fra artikler i litteraturen. Videre er det viktig å vite hvilke komponenter som

(20)

er inkludert i CO2-ekvivalente utslipp. Ofte er det Kyotogassene, men dette varierer. Som diskutert i seksjon 4 må det også vurderes nøye hvordan karbon telles i utslippsregnskap for å sikre konsistens.

AR5 drøftet en rekke spørsmål knyttet til vekting av tiltak og effekter. Dette er spørsmål som krever egne studier og flere av disse er knyttet til utslipp fra og tiltak i skog- og landbruks- sektorene.

REFERANSER

Allen, M. Short-Lived Promise? The Science and Policy of Cumulative and Short-Lived Climate Pollutants. 26;

http://www.oxfordmartin.ox.ac.uk/publications/view/1960 (2015).

Boucher, O., Friedlingstein, P., Collins, B. & Shine, K. P. The indirect global warming potential and global temperature change potential due to methane oxidation. Environmental Research Letters 4, 044007 (2009).

Collins, W. J., M. M. Fry, H. Yu, J. S. Fuglestvedt, D. T. Shindell, and J. J. West, 2013: Global and regional temperature-change potentials for near-term climate forcers. Atmos. Chem. Phys., 13, 2471–2485.

Houghton, J. T., G. J. Jenkins, and J. J. Ephraums (eds.), 1990: Climate Change. The IPCC Scientific Assessment. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 364 pp.

IPCC, 2014: Climate Change 2014: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Core Writing Team, R.K. Pachauri and L.A. Meyer (eds.)]. IPCC, Geneva, Switzerland, 151 pp.

Myhre, G., D. Shindell, F.-M. Bréon, W. Collins, J. Fuglestvedt, J. Huang, D. Koch, J.-F. Lamarque, D. Lee, B.

Mendoza, T. Nakajima, A. Robock, G. Stephens, T. Takemura and H. Zhang, 2013: Anthropogenic and Natural Radiative Forcing. In: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Stocker, T.F., D.

Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex and P.M. Midgley (eds.)].

Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA.

Shine, K., J. Fuglestvedt, K. Hailemariam, and N. Stuber, 2005a: Alternatives to the global warming potential for comparing climate impacts of emissions of greenhouse gases. Clim. Change, 68, 281–302.

van Vuuren, D., M. van Sluisveld, A. Hof. Implications of long-term scenarios for medium-term targets (2050). PBL Netherlands Environmental Assessment Agency. June 2015

(21)

VEDLEGG – LANDBRUKET I MØTE MED KLIMAENDRINGENE – NORSK KORNPRODUKSJON

LANDBRUKET I MØTE MED KLIMAENDRINGENE

EFFEKTER AV ENDRET KLIMA OG BEHOV FOR TILPASNINGER NORSK KORNPRODUKSJON

Till Seehusen

^1*

, Wendy Waalen

¹

, Bernt Hoel

¹

, Anne Kjersti Uhlen

²

, Tomas Persson

³

og Einar Strand

^1,4

1 NIBIO Fagavdeling korn og frøvekster, Apelsvoll,

2 Norges miljø- og biovitenskapelige universitet

3 NIBIO Fagavdeling systemanalyse og landbruksteknologi, Særheim

4 Norsk Landbruksrådgivning *[email protected]

(22)

KORNPRODUKSJONEN I NORGE

Det norske kornarealet var i 2014 2,87 millioner dekar. I underkant av 11 500 jordbruksbedrifter dyrket korn (SSB), dette gir en gjennomsnittlig bruksstørrelse i kornproduksjon på om lag 250 dekar. Østlandet og Trøndelag står for ca. 96 % av det norske kornarealet. De største kornfylkene er Akershus, Østfold og Hedmark (til sammen ca. 60 % av arealet). Trøndelagsfylkene står for ca. 15 % av det totale kornarealet (Hoel et al. 2013). Ensidig kornproduksjon er vanlig i kornområdene, dette er i stor grad en konsekvens av norsk kanaliseringspolitikk.

Arealfordelingen på landsbasis mellom kornartene er i gjennomsnitt over år som følger (cirkatall): bygg (50 %), havre (25 %), hvete (25 %) og rug (2-3 %) (Hoel et al. 2013). Av klimatiske årsaker foregår det aller meste av hveteproduksjonen på Østlandet, mens bygg er den dominerende kornarten i Trøndelag. Andelen høstkorn varierer betydelig, men har i enkelte sesonger kommet opp i om lag 400 000 dekar. Norsk korn brukes hovedsakelig til fôr, men dyrkinga av hvete og rug er innrettet for å oppnå matkornkvalitet. I gode sesonger er det høy matkornandel i hvete og rug. I de beste sesongene er det oppnådd over 70 %

norskandel i hvetemelet. Kornarealet i Norge er i gjennomsnitt redusert med ca. 35000 dekar per år de siste 25 årene, og den årlige avlingsframgang pr. dekar har stagnert (Hoel et al. 2013). Dette har resultert i synkende selvforsyningsgrad på fôrkorn i senere år (knapt 50 % i 2012). Utviklingstrender i norsk

kornproduksjon er beskrevet i flere rapporter i senere tid (Arnoldussen et al. 2014; Hoel et al. 2013;

Vagstad et al. 2013).

KLIMAENDRING OG VEKSTFORHOLD I NORGE

Basert på klimamodellene som er inkludert i femte hovedrapport til FNs klimapanel (IPCC) er det gjort detaljerte klimabeskrivelser for Norge (Hansen-Bauer et al. 2015). Norge er blant de få områdene i Europa der man forventer en positiv sumeffekt av klimaendringene på landbruksproduksjonen (Olesen and Bindi 2002). For en detaljert beskrivelse henvises det til klimarapporten (Hansen-Bauer et al. 2015). De viktigste klimaendringene som vil påvirke norsk korndyrking i fremtiden sammenfattes nedenfor.

De naturlige klimavariasjonene i Norge er betydelige, både i tid og rom. Temperaturene er høyere sammenlignet med andre områder på samme breddegrader på grunn av luft- og havstrømmer. Likevel er forholdene for kornproduksjon i Norge marginale, og vi finner både økonomiske og biologiske grenser for kornproduksjon innenfor våre arealer. Vekstsesongens lengde er en viktig begrensing for utbredelsen av våre kornarealer nordover og oppover i høyereliggende strøk. Dette medfører også at vi må benytte tidligere kornsorter som utvikler seg og når modning i en kortere vekstsesong enn det som er situasjonen i de fleste andre kornproduserende land. Dette er sorter som har et lavere avlingspotensial siden de vil assimilere i et kortere tidsrom. Innenfor gjeldende vekstsesong i kornområdene kan man i mange tilfeller ha gode forhold for plantevekst, siden det oftest er nok tilgjengelig vann og et godt lysklima på grunn av daglengden.

(23)

FORVENTEDE KLIMAENDRINGER OG KONSEKVENSER FOR KORNPRODUKSJON

Klimaets utvikling er i stor grad avhengig av i hvilken grad verdenssamfunnet klarer å håndtere klimagassutslippene. ICCP har brukt flere ulike utslippsscenarier i sine analyser. Dette notatet tar utgangspunkt i et middelsscenario (Representative Concentration Pathway RCP 4.5) som er basert på stabile/ svakt økende klimagassutslipp fram til 2040 og deretter reduserte utslipp som vil stabilisere seg mot slutten av århundret. På global skala beregnes under dette scenariet en temperaturøkning på ca. 2,5°C (Hansen-Bauer et al. 2015). I dette notatet begrenser vi oss til å utrede effekter og behov for tilpasninger i de viktigste korndyrkingsområdene, Trøndelag og Østlandet. Uavhengig av valgt scenario og detaljer i klimafremskrivningene vil mange av de skisserte effekter og tiltak være de samme selv om tidshorisont og virkningsgrad kan bli noe forskjellig.

1. Økt CO2- nivå

Den forventede økningen av CO2 -innholdet i atmosfæren kommer enten til å påvirke plantenes vekst direkte (fotosyntese) eller indirekte via klimaeffekter (for eksempel oppvarming). En av effektene av økt CO2 -konsentrasjon vil være en effektivisert utnytting av både innstråling, vann og nitrogen (Olesen and Bindi 2002). CO2 er en nøkkelfaktor i fotosyntesen. En dobling av CO2-nivået kan øke

biomasseproduksjonen for noen av de mest relevante jordbruksvekstene med om lag 10-30 % (Olesen 2014; Sæbø and Mortensen 1995, 1996), grunnet en mer effektiv karbonfangst. I Norge vil trolig lave temperaturer begrense CO2 -responsen. CO2-konsentrasjonen kan også påvirke kvaliteten på

planteprodukter. Når karbonfangsten stimuleres akkumuleres karbon i form av karbohydrater i plantene.

Denne økningen i biomasseproduksjon kan også ha negative konsekvenser for mat- og fôrkvalitet, som et resultat av at proteinkonsentrasjon reduseres.

2. Økt temperatur

I Norge er det hovedsakelig lav temperatur og mye nedbør som gir en kortere vekstsesong og dermed begrenser korndyrkinga. Konkret resulterer dette i relativt lavt avlingsnivå og høye driftskostnader sammenliknet med andre europeiske land. Årsmiddeltemperaturen i Norge forventes å øke med ca. 2°C fram til året 2060. Fremskrivningene viser størst temperaturøkning om vinteren, og minst om sommeren.

Sannsynlig endring av årsmiddeltemperatur er ganske lik for de to hovedområdene for korndyrking, Trøndelag og Østlandet. Beregningene viser en økning i vintertemperaturen med 2,1°C (begge stedene), og sommertemperaturen med 0,9°C på Østlandet og 1,2°C i Trøndelag (Hansen-Bauer et al. 2015).

En viktig konsekvens av temperaturøkningen er at den meteorologiske vekstsesongen (antall døgn med middeltemperatur over 5 C) vil bli betydelig lengre enn idag. Beregningene viser at mot slutten av århunderet kan det forventes en økning i vekstsesongen på inntil to måneder, både i sentrale deler av Østlandet og i kystnære strøk (Hansen-Bauer et al. 2015). En forlenget vekstsesong vil føre til at potensielt produksjonsareal for korn utvides. Det kan bli mulighet for tidligere såing om våren, tidligere modning og

(24)

innhøsting. Eventuelt kan lengre vekstsesong utnyttes til dyrking av arter/sorter som modner seinere og har høyere avlingspotensial.

En konsekvens av klimaendringen er økt frekvens av perioder med ekstrem varme. Temperatur er en styrende faktor for planter, og påvirker varigheten av de ulike stadier i plantenes utvikling (for eksempel vegetativ fase, blomstring og modning). Temperaturen påvirker også effektiviteten av plantenes vekst (energifangst, -konvertering og – lagring), samt vanntilgangen til planten (gjennom evapotranspirasjon).

Kornplantenes veksthastighet øker, og den fenologiske utviklingen går raskere ved høyere temperaturer.

Dette gjør at varigheten av de ulike utviklingsfaser blir kortere, dette kan gi avlingsreduksjon. En aktuell tilpasning, for å hindre at økt temperatur gir redusert avling, er å dyrke kornsorter som bruker høyere temperatursum fra spiring til aksskyting og/eller utnytte andre sortsforskjeller i temperatur-respons.

Tidspunktet for høyere temperaturer vil ha betydning for effekten på vekst og avling. Blomstring er en sensitiv fase for mange vekster. Høye temperaturer i denne fasen kan resultere i en reduksjon i antall frø per plante og frøstørrelsen, samt økt sterilitet. Forsøk (Peltonen-Sainio et al. 2010) viser at 3C økt temperatur i kornfyllingsfasen kan redusere avlingene med 7 %, grunnet kortere kornfyllingsfase.

Temperaturendringene er forventet å forlenge høstperioden, og perioden for såing av høstkorn. Økt arealandel med høstkorn, som har et høyere avlingspotensial enn vårkorn, av det totale kornarealet, vil øke den totale kornproduksjonen. Et endret klima vil imidlertid kunne gi noen nye utfordringer for

vinteroverlevelsen av høstkorn. Synkende temperaturer om høsten er et viktig signal for kornplantene om at de må starte en rekke fysiologiske tilpasninger (herding), som gjør det mulig å overleve vinteren.

Varmere vær på høsten kan bety kortere herdingsperioder for planter, noe som kan føre til redusert frosttoleranse. En høyere temperatur gjennom vinteren kan øke plantenes ånding slik at de forbruker en større del av opplagsnæringen. Dette kan gi dårligere overvintring og svekkede planter/ plantebestand på våren. I tillegg vil høyere temperaturer i områder der man tidligere hadde stabile snøforhold øke risikoen for isdekke som reduserer lufttilgangen til plantene og dermed økt risiko for at planter kveles.

Plantestress knyttet til langvarig lav temperatur forventes å minske i fremtiden. Økt temperatur vil føre til at snødekke oppstår seinere og at snøsmelting skjer tidligere, dermed reduseres antall dager med

sammenhengende snødekke. Kortere varighet av eller mangel på snødekke vil gjøre høstkorn mer utsatt for temperatursvingninger.

3. Endret nedbørsmengde og intensitet

Klimaendringene vil føre til betydelige endringer i nedbørsmengdene (Hansen-Bauer et al. 2015). I

gjennomsnitt for Norge beregnes årsnedbøren å øke med 8 % innen slutten av århundret, men det oppgis stor variasjon mellom landsdeler. Det er også varslet stor variasjon mellom årstider. Økningen (fram til 2060) blir sannsynligvis ganske lik i Trøndelag (8 %) og på Østlandet (6 %). For Østlandet er det varslet størst økning om vinteren (9 %) og om våren (14 %) mens i Trøndelag blir forandringen størst om sommeren (10 %) og høsten (14 %) (Hansen-Bauer et al. 2015). Det er varslet en endring i antall dager med kraftig

(25)

nedbør som varierer fra 26 % økning på Østlandet til om lag 40 % i Trøndelag. Antall dager med kraftig nedbør blir flest om vinteren på Østlandet og om høsten i Trøndelag (Hansen-Bauer et al. 2015).

For kornplantene kan for mye vann være like skadelig som tørke. Rotvekst og -utvikling, og dermed plantevekst i sin helhet er avhengig av god luftveksling i rotsonen. Under vannmettet tilstand er røttenes oksygentilgang i jorda begrenset. Skadeomfanget er bl.a. avhengig av varigheten av vannmetning,

temperaturforholdene og plantens utviklingsstadium når vannmetning oppstår (Setter and Waters 2003).

Skaden som følge av vannmetning er ofte størst når kornplantene er små. Skadene blir generelt større om sommeren når temperaturen er høy (plantenes aktivitet og oksygenbehovet er størst) enn om høsten og vinteren når temperaturen er lav og oksygenbehovet til ånding er mindre. Jordpakking kan føre til redusert infiltrasjon og dermed vannmetningsskader. Risikoen for skader på plantene er bl.a. avhengig av

nedbørsmengder, dreneringstilstand og jordas vannledningsevne og ikke minst toleranse hos kornsorter mot perioder med vannmetning. Havre er den kornarten som tåler vannmetning lengst, mens bygg er den som er mest følsom for vannmetning.

For korndyrkingen er ikke bare nedbørmengde og intensitet av interesse, men også hyppigheten og fordelingen innen vekstsesongen. Antallet nedbørsfrie dager på rad har for eksempel stor betydning for mulighetene til feltarbeid (jordarbeiding, såing, gjødselspredning og høsting). Det er stor usikkerhet med hensyn til tørkeperiodenes lengde i fremtiden, men det kan gås ut fra at antall dager med lagelig forhold til både jordarbeiding og innhøsting reduseres når det fremskrives større nedbørsmengder både vår og høst i kornområdene. Vi har sett at antall dager som har laglige jord for jordarbeiding og såing på våren varierer mye mellom sesongene. Allerede i dag er imidlertid tørkeperiodene kortere og det faller mer regn om høsten enn under tidligere klimanormaler, slik at det er vanskeligere å utføre tresking under gunstige forhold. I hvilken grad de positive effektene av en lengre vekstsesong kan realiseres er avhengig av hvordan nedbørsforholdene blir.

TILPASNINGER

Begrepet tilpasningskapasitet refererer til mulighetene for å håndtere klimaendringene gjennom å (a) redusere mulige skader, (b) profitere på mulighetene og/ eller (c) håndtere konsekvensene (Reidsma et al.

2010). Tilpasninger inkluderer en rekke punkter (agronomisk, teknisk, økonomisk) som varierer både geografisk og mellom gårdsbrukene og inkluderer vekselvirkningen mellom forskjellige aktører

(gårdbrukere, sekundær sektor og politikk). Effekten av klimaendring og tiltak på regions-/gårdsnivå er bl.a.

avhengig av gårdsstørrelse, driftsform, driftsintensitet (Reidsma et al. 2010).

Ingen av tilpasningsstrategiene vil derfor passe for alle regioner og gårdsbruk. Tilpasninger som gjøres kan på sikt begrense negative og forsterke positive effekter av klimaendringen. I mange tilfeller vil økonomiske og politiske rammebetingelser være avgjørende for om tiltak settes i gang eller ikke. Det finnes en del samfunnspolitiske, økonomiske og/ eller teknologiske forhold som spiller inn og som har konsekvenser for og/eller vekselvirkning med de agronomiske tiltakene. I dette notatet er det valgt å fokusere hovedsakelig på agronomiske tiltak og tilpasninger. Andre mulige tilpasninger er ikke behandlet i dybden. De fleste

(26)

agronomiske tilpasninger inkluderer både tiltak på kort og lang sikt. Denne inndelingen er ikke absolutt, mange av tiltakene på kort sikt vil beholde sin betydning også i et lengre tidsperspektiv.

1. Tilpasninger på kort sikt

Umiddelbare tilpasninger til klimaendringene inkluderer tiltak for å optimalisere produksjonen uten store systemendringer. Her kan det hentes mye erfaring fra andre land og andre produksjoner, slik at disse tilpasningene kan utvikles og tas i bruk uten å involvere andre aktører (for eksempel politikk) i stor grad.

Mange av disse tilpasningene kan iverksettes umiddelbart uavhengig av klimaendring. I mange tilfeller kan det være potensial for høyere avlinger, forbedret driftsresultat og redusert miljøpåvirkning.

Landbruket er i kontinuerlig utvikling. Klimaendringer, variasjon i vær- og vekstforhold, den krevende økonomiske situasjonen i norsk kornproduksjonen og miljøregelverket gjør at gårdbrukere fortløpende må tilpasse seg. Tilpasninger og tiltak bør planlegges i et helhetlig perspektiv, da ikke bare enkeltfaktorer justeres, men hele driftssystemet forandres.

Jordarbeiding og erosjon

Jordarbeiding er viktig for å løse opp jorda, kontrollere ugras og innarbeide både planterester og husdyrgjødsel. Jordarbeiding påvirker jordstrukturen og har effekt på rotvekst, vanninfiltrasjon og mulighetene for lagring av vann og næringsstoffer. Redusert jordarbeiding kan øke jordstabiliteten, men også andre tiltak som fører til bedre aggregering og vanninfiltrasjon som f.eks. grøfting, kalking eller

tilførsel av organisk materiale, kan forbedre jordstrukturen. Derfor er slike tiltak viktig for å kunne håndtere økte nedbørsmengder og mer ekstrem nedbør. Jordarbeiding medfører store kostnader (drivstoff, arbeid), krever maskin- og redskapskapasitet og er avgjørende for plantenes vekstvilkår. De lokale forholdene, på det enkelte bruk, er avgjørende for valg av hensiktsmessig type jordarbeiding. Under erosjonsutsatte forhold, spesielt ved høy høst- og/ eller vårnedbør og milde vintre med delvis tint jord, bør halmen beholdes og jorda kun bearbeides om våren.

Områder og jord som er utsatt for forsommertørke bør ikke pløyes om våren. Pløying gir økt overflateareal, bryter den kapillære vannledningsevnen og dermed blir jorda mer utsatt for uttørking. Redusert

jordarbeiding kan hjelpe til å konservere vanninnhold i jorda. Steder der en har problemer med hjulspor, pakkeskader og/ eller tette jordlag bør pløyes for å løse opp jorda. Pløying innarbeider halm og andre planterester, og reduserer ugras- og Fusarium-problemer (Hofgaard et al. 2012). I mange tilfeller er vårpløying like effektivt med hensyn til ønskede effekter sammenlignet med høstpløying, men mer miljøvennlig enn høstpløying der erosjon er et problem. Ved redusert jordarbeiding, så er det viktig med effektive planteverntiltak, for å unngå problemer med ugras og plantesykdommer. Behovet for

jordarbeiding, redusert jordarbeiding versus pløying, varierer fra sesong til sesong.

Dersom høstkornet såes tidlig på høsten er sjansen større for at det etableres et plantedekke som kan gi erosjonsbeskyttelse, enn om høstkornet såes seint på høsten. Dersom det blir mer nedbør om høsten, og det kommer kraftig nedbør før plantedekket er etablert, vil erosjonsrisikoen forbundet med

høstkorndyrking generelt øke. Hvilke arealer som benyttes til høstkorn og tidspunktet for etablering vil ha

(27)

betydning for erosjonsrisikoen. Også andre tiltak i jordbrukslandskapet, grasdekte vannveier og/ eller fangvekster, vil ha betydning for risikovurderingen.

Jordarbeiding har stor effekt på erosjon, siden både tidspunkt og jordarbeidingsmetode (pløying, harving, direktesåing) avgjør plassering av planterestene. Det er spesielt kombinasjonen av høstpløying og vårsådde vekster som øker risikoen for erosjon og overflateavrenning, dette fordi jorda ligger udekket ved

avrenningsepisoder om høsten og i snøsmeltingen (Børresen and Riley 2003). Redusert jordarbeiding er fremmet som et effektivt tiltak mot erosjon, siden det bevares en høy andel planterester på jordoverflaten (Lundekvam 2007). Riktig halmbehandling om høsten er avgjørende for å utnytte halmen (næring,

beskyttelse mot erosjon) og for å redusere de negative effektene, som for eksempel faren for problemer under såing og planteetablering, samt overvintringssykdommer. Halmen bør kuttes kort og spres jevnt uavhengig av påfølgende jordarbeidingsoperasjonen.

Jordpakking, jordas vanninnhold og kjøretidspunkt

Ønske om økt produktivitet/ kapasitet fører til bruk av større maskiner som kan føre til betydelige

pakkeskader, spesielt i dypere jordlag (Hamza and Anderson 2005). Skadene i dypere jordlag kan ikke rettes opp gjennom naturlige prosesser og kan derfor permanent redusere arealproduktiviteten og forårsake økte kostnader (Håkansson and Reeder 1994; Lebert et al. 2004; Voorhees 2000). Jordas bæreevne er svakest når jorda er fuktig, kjøring på for fuktig jord bør derfor absolutt unngås.

Tidspunkt for kjøring og maskinkapasitet

Hvordan tidspunktet for jordarbeiding, både vår og høst, vil påvirkes av klimaendringer er vanskelig å forutsi. På den ene sida kan trenden mot tidligere snøsmelting/telegang gi muligheter for tidligere

opptørking og flere laglige jordarbeidingsdager som kan bidra til tidligere såing om våren. På den andre sida kan økt nedbør om våren/ høsten føre til ugunstige fuktighetsforhold og dermed begrense antall dager med laglige forhold for jordarbeiding. Dersom vinduet med lagelige forhold blir mindre trengs det større

kapasitet både om våren (jordarbeiding, såing) og om høsten (tresking, jordarbeiding, såing). Tilstrekkelig maskinkapasitet gjør det mulig å gjøre arbeidet ved et gunstig tidspunkt. Dette bidrar til god

planteetablering og reduserer faren for jordpakking og kvalitetstap på grunn av sein innhøsting.

Maskinstørrelse og -kapasitet må tilpasses driftsformen på gården. For eksempel gjør større

treskerkapasitet og større avlinger det nødvendig med tilpasset lager-/ og tørkekapasitet, både på gårdene men også på kornmottakene, for å kunne utnytte treskernes potensial. Større areal med høstkorn, slik det forventes, vil redusere arbeidsbehovet om våren. Det vil dermed trolig også redusere behovet for stor og kostbar maskinkapasitet. Større kapasitet koster penger, så her må det tas en avgjørelse om hva som koster mest, maskinkapasitet eller kvalitetstap/ jordpakking.

Økt fare for avlingssvikt, på grunn av mer ekstremvær og anspent situasjon på verdensmarkedet, gjør det relevant å vurdere behovet for større lagringskapasitet i Norge for å kunne håndtere krisesituasjoner og bidra til matsikkerhet.

(28)

Tiltak mot jordpakking

Det er en utfordring å gjøre feltarbeidet til riktig tidspunkt og samtidig forebygge skader på jordstrukturen.

Bedre planlegging av arbeidet med hensyn til både kjøretidspunkt og antall kjøringer, bruk av lettere maskiner eller kun deler av lastekapasiteten (Alakukku et al. 2003) og unngå kjøring på de fuktigste

plassene vil forebygge skader. Videre vil tekniske faktorer som redusert maskinvekt, lavt lufttrykk og brede dekk (Brandhuber 2008; Sommer et al. 2002), være viktige bidrag for å ivareta jordstrukturen.

Organisk materiale

Organisk materiale er viktig for jordas produksjonsevne og effektiv utnyttelse av innsatsfaktorene (f.eks.

plantenæring) (Lal 2013a). Mengden og sammensetningen av det organiske materialet i jorda påvirker jordas evne til å lagre vann og næringsstoffer. Årsaken til dette er blant annet den positive effekten som organisk materiale har på aggregatstabiliteten og dermed jordstrukturen, samt på biologiske prosesser i jorda. Nedbryting av organisk materiale er avhengig av både temperatur og CO2-konsentrasjon. Høyere temperatur fører til raskere nedbryting av organisk materiale og dermed redusert jordfruktbarhet som kan ha negative avlingseffekter. Samtidig vil økt CO2- innhold i lufta øke planteproduktiviteten og dermed føre til høyere innhold av organisk materiale i jorda. Økt nedbrytning kan føre til større CO2-utslipp og dermed en fare for økt oppvarming av atmosfæren. Bevaring av jordas karboninnhold bidrar derfor til å

opprettholde jordas fruktbarhet.

Vekstskifte

Vekstskifte, veksling mellom ulike plantearter på et skifte, er et viktig, men ofte undervurdert,

jordforbedrings- og planteverntiltak i korndyrkinga. Et godt gjennomført vekstskifte har positiv effekt på både avlinger og kvalitet, og dermed økonomi. Dette skyldes hovedsakelig redusert sjukdomssmitte, og forbedret næringstilgang og jordstruktur. Andre arter enn korn i et omløp kan også være gunstig for å redusere ugras- og skadedyrproblemer. Et godt vekstskifte vil også kunne øke moldinnholdet og stimulere den mikrobiologiske aktiviteten i jorda.

Valget av vekstene i et vekstskifte bør ikke bare skje med kortsiktig fokus på dekningsbidrag og lønnsomhet, men bør også baseres på mer langsiktige agronomiske og økonomiske vurderinger. Mulighetene for gode vekstskifter i korndyrkinga i Norge er relativt begrenset og varierer med tilgjengelig veksttid, jordart og med markedssituasjon og leveringsmuligheter. Lengre vekstsesong vil øke valgmulighetene av arter som kan veksles med korn. Skal en ha gode vekstskifter uten å investere mye i nye maskiner, er de mest aktuelle vekstene for de fleste kornprodusentene oljevekster, erter og åkerbønner. Havre har også stor verdi i vekstskifter med mye bygg og hvete, fordi havre har få felles skadegjørere med bygg og hvete. For noen er det aktuelt å dyrke gras- og kløverfrø. Flerårig eng, poteter og grønnsaker er gode vekselvekster. For de som selv ikke ønsker å drive så allsidig, kan jordbytte være en gunstig ordning for begge parter.

Variert vekstskifte med ulike vekster, men også med høst- og vårkorn kan optimalisere jordarbeidingen, fordele arbeidet på gården bedre og dermed dempe de mest krevende arbeidstoppene. Det kan videre

(29)

være erfaringer med variert vekstskifte fra økologisk landbruk og fra allsidige gårder/områder innen konvensjonell dyrking, som det kan dras nytte av.

Gjødsling

Tilpasset gjødsling er viktig for avling, produktkvalitet, økonomi og miljø. Lengre vekstsesong, endring i nedbørsforhold og dyrking av nye arter/sorter vil skape behov for videreutvikling av gjødslingsstrategier.

Det kan dreie seg om nye eller videreutviklede gjødseltyper, justering av gjødslingstidspunkt, annen fordeling av gjødselmengder mellom gjødslingstidspunkt, justering av normer/anbefalinger og optimalisering av gjødselplassering for å øke næringsstoffutnyttelsen. Videreutvikling og mer bruk av presisjonsgjødsling for å tilpasse gjødslinga til behovet, også innenfor skifter, er også noe som bør

prioriteres. For mer informasjon, se NIBIO sitt notat i forbindelse med bestillingen «Gjødsling i jordbruket».

Plantevern

Planteskadegjørere er som kulturplantene utsatt for klimaendring med ulike konsekvenser for jordbruk. En del ugrasarter, plantepatogener og skadeinsekter vil spre seg fra sørlige land til nordlige områder, mens andre vil kunne utnytte en lengre vekstsesong og oppformere seg raskere enn før. Skadedyr og sykdommer følger kulturplantene, derfor kan en endring i plantebestanden føre til en forandring i forekomsten av sykdommene og muligens nye vert- parasitt interaksjoner. Høyere CO2 konsentrasjon kan påvirke både plantesykdommer og ugras. I tillegg påvirkes virkningsgraden av plantevernmidler av miljørelaterte faktorer som temperatur, nedbør og vind, det kan være både positive og negative utslag på effektiviteten (Olesen and Bindi 2002). En lengre vekstsesong og større angrep av skadegjørere kan medføre behov for bruk av mer plantevernmidler. Klimaendringene krever derfor optimalisering av plantevernstrategiene, både i forhold til midlene, bruksmåte og brukstidspunktet. Det er innført krav om bruk av integrert plantevern (IPM) for å redusere de negative miljøkonsekvensene, fare for resistensdannelse og kostnadene av økt bruk av plantevernmidler. Endret klima vil kunne gjøre det enda viktigere å redusere jordarbeiding og innsats av plantevernmidler for å ta hensyn til miljø- og erosjonsfare. Hensiktsmessig vekstskifte og robuste,

konkurransedyktige og resistente kulturplanter vil i så fall få økt betydning framover. Utfordringer på plantvernsiden bør møtes med større satsning på utvikling og implementering av alternativer til kjemisk bekjempelse som kjemisk-økologiske metoder (f. eks. massefangst med luktfeller), biologisk bekjempelse (naturlige fiender, biopesticider), termiske og mekaniske metoder. Samtidig må en utnytte kjemiske metoder og veksle på midler for å hindre resistens. Mer detaljert informasjon om plantevern og klimaendringer finnes i NIBIO sitt notat i forbindelse med bestillingen «Plantehelse og skoghelse».

Presisjonsjordbruk

Presisjonsjordbruk defineres som bruk av avansert teknologi for å tilpasse behandlingen av jord og planter til variasjonene innenfor det enkelte skiftet. Ved bruk av denne teknikken kan en håndtere utfordringen med at vekstforholdene og behovet for innsatsfaktorer varierer over små avstander. Tilpasset behandling vil være et viktig tiltak for å realisere potensialet for økt produksjon under et endret klima.

Presisjonsjordbruk kan være et verktøy for å sikre økt utnyttelse av innsatsfaktorene, som betyr et

(30)

gevinstpotensial i forhold til avlingsmengde, produktkvalitet, miljø og økonomi. Slik teknologi brukes i økende grad også i Norge, men er fortsatt relativt lite utbredt, mest på grunn av investeringskostnadene.

Beslutningsverktøy

Gårdbrukerens kompetanse og/eller muligheten til å innhente råd er nøkkelen til å iverksette nødvendige agronomiske tiltak og forandringer. Betydelig satsing på forskning og rådgiving framover er en forutsetning for å bidra til en ønsket utvikling. Gjødslings-, jordarbeidings- og plantevernstrategier må kontinuerlig oppdateres for å tilpasses gjeldende forutsetninger. Utvikling av nye og videreutvikling av eksisterende varslings- og beslutningsstøttemodeller er viktig for å gi gårdbrukere gode verktøy til hjelp for å ta

dyrkingstekniske beslutninger. Eksempler på dette er innen plantevern (VIPS), gjødsling (Nitrogenstatus) og fare for jordpakking (Terranimo). Det er viktig at gårdbrukere får tilgang til slike verktøy og at de er

brukervennlige. Alternative formidlingskanaler, som video, internett og sosiale medier, har også et stort potensial.

Mange av de skisserte tilpasninger inkluderer også mer langvarige komponenter og må kontinuerlig oppdateres basert på nye erfaringer. Forskning har en viktig oppgave knyttet til å forbedre og videreutvikle de nevnte metodene.

LANGSIKTIGE TILPASNINGER

De fleste langsiktige tilpasninger til klimaendringene krever større endringer i dagens dyrkningssystemer og må ofte kombineres med samfunnspolitiske forandringer og forandringer i regelverket. Noen tiltak bør settes i gang allerede nå for å holde følge med utviklingen og tilpasse seg utfordringene som kommer.

Jordvern

Hvert år omdisponeres ca. 11.000 daa til andre formål (for eksempel utbygging av veier) (SLF, 2013). Det er nødvendig at irreversible inngrep vurderes nøye opp mot behovet for framtidig matproduksjon. Dette er særdeles viktig i Norge som har et svært lavt dyrket areal per innbygger og en relativt raskt økende befolkning.

Nydyrking

Nydyrking må vurderes kritisk i forhold til fare for negative miljøkonsekvenser. Dersom det skal dyrkes opp areal, bør dette skje strategisk med hensyn til arrondering (mekanisering, transportavstand) og framtidig arealbruk.

Arter/ Sorter

Målrettet kornforedling er nødvendig for å sikre kornsorter som er tilpasset klimaendringene. Det tar minst 10 år fra man starter foredling av en ny sort, til den kan tas i bruk. Det er viktig med utvikling og bruk av tilpassede kornsorter for å kunne (a) utnytte potensialet av en lengre vekstsesong og økt CO2-

konsentrasjon, (b) synkronisere veksten slik at plantenes utvikling (for eksempel kornfyllingen) skjer under